科学家确定负责橄榄油香气的基因

研究人员确定,操纵 13-HPL 基因可以让农民预测橄榄油的香气或创造具有特定香气的新品种。
图片: NYIOOC
六月22,2022
保罗·德安德雷斯

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一组西班牙研究人员 已调查 橄榄树的一个关键遗传特征,并设计了一种方法来操纵相关基因的表达,从而对橄榄油的香气产生相关影响。

这一发现可能使种植者可以选择品种来生产具有特定香气的橄榄油,或者研究人员可以培育出具有预定香气的新品种。 转基因橄榄可能具有更多的果味或刺鼻的香气。

植物产生并释放出种类繁多的挥发性有机化合物,这些挥发性有机化合物是从叶子、果实、花朵和根部等不同组织中释放出来的,”研究人员写道。 从化学角度来看,这些植物挥发物是有机亲脂性分子,其特点是在环境温度下具有低沸点和高蒸气压。”

另见:研究新闻

挥发性化合物是分子,一旦被其来源释放,就会到达嗅觉受体并产生香气。

13-HPL 基因已经被研究了几十年,因为它在构成初榨橄榄油香气的主要挥发性化合物的合成中发挥着关键作用。

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直到大约十年前,我们才能够从橄榄树中分离和表征 13-HPL 基因,并证明它编码的蛋白质(13-HPL 酶)的推定 [普遍认为] 功能, ”西班牙国家研究委员会脂肪研究所生物化学和植物食品技术研究小组的负责人 Carlos Sanz 告诉 Olive Oil Times.

13-HPL 是一种酶,可从碳 6 处具有氢过氧化物基团的多不饱和脂肪酸产生六碳 C13 脂肪醛己醛或己烯醛。

这些挥发性醛类及其醇和酯衍生物是不同植物果实香气的组成部分。 在橄榄中,它们还负责产生植物叶子被压碎时产生的割草气味。

13-HPL 是一种酶,它是脂氧合酶途径的一部分,它是植物中高度保守的生化途径,在不同的植物器官中发挥作用,”Sanz 说。 我们在之前的研究中已经证实,压碎橄榄叶后获得的挥发性化合物的特征与压碎橄榄果实后获得的基本相同,因为在这两个器官中,对组织的损伤触发了脂氧合酶途径的功能,因此挥发性化合物的合成。”

这基本上是初榨橄榄油香气的来源,”他补充说。 只有在初榨橄榄油提取过程的碾磨阶段破坏了橄榄果实的完整性时,才会产生这种香气。”

该研究还发现,橄榄中只有一个 13-HPL 基因,这与合成这些挥发性化合物的其他代谢步骤不同,其中可能涉及相当数量的具有相同功能的基因。

好吧,一旦基因被识别和表征,下一步就是确定它的功能 体内,即验证该基因是否在橄榄中表达以产生 13-HPL,以及该酶是否正常工作 体外,”桑兹说。

另见:特级初榨橄榄油的味道

为了验证这一点,研究人员种植了两组橄榄树,一组使基因沉默,另一组将其放大到可能的最高水平。 从那里,脂肪研究所和马拉加大学的科学家分析了产生的挥发性化合物。

研究人员发现,沉默该基因会带来不良后果。

改变橄榄树中 13-HPL 基因的表达不仅会导致 C6 挥发物的大量减少……它还会导致植物生长减少,”Sanz 说。 这表明 13-HPL 活性对于橄榄植物的正常生长发育至关重要。”

造成这种情况的原因之一可能是 13-HPL 基因在消除对植物有毒的多不饱和脂肪酸氢过氧化物中所起的作用。 植物组织中过量的氢过氧化物衍生物可能会影响其生长。

另一方面,我们不能忘记脂氧合酶途径是不同生理调节剂的起源,因此这些氢过氧化物含量的增加会导致其中一些调节剂的浓度和活性增加,并具有观察到的表型效应,”桑兹说。

据研究人员称,该研究的结果将使生产具有修饰基因表达的植物成为可能。 但这只会影响油的香气绿色属性的特征,”桑兹说。

基因表达的增加将增强香气的绿色果味属性。 相反,控制该基因的表达会导致……这些油具有绿色香气,但水果味更少,辛辣味更浓,受到某些消费者的青睐,”他说。

我们得到的信息证实了我们对 13-HPL 基因和酶的功能以及它们参与合成初榨橄榄油香气的主要化合物的怀疑,”Sanz 补充道。

虽然获得携带该基因修饰表达的转基因品系是可行的,但在我看来,这些知识的主要用途将是在橄榄育种计划中开发分子标记,用于标记辅助选择产生的新橄榄品种具有更好香气的油,”他总结道。



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